集成运算放大器实验报告(共19页)
19页1、精选优质文档-倾情为你奉上集成运算放大器实验报告2.4.1 比例、加减运算电路设计与实验由运放构成的比例、求和电路,实际是利用运放在线性应用时具有“虚短”、“虚断”的特点,通过调节电路的负反馈深度,实现特定的电路功能。一、实验目的1掌握常用集成运放组成的比例放大电路的基本设计方法; 2掌握各种求和电路的设计方法;3熟悉比例放大电路、求和电路的调试及测量方法。二、实验仪器及备用元器件(1)实验仪器序号名称型号备注1函数信号发生器2数字示波器3数字万用表4交流毫伏表(2)实验备用器件序号名称说明备注1模拟集成运放块LM3242电阻见附件三、电路原理 集成运算放大器,配备很小的几个外接电阻,可以构成各种比例运算电路和求和电路。图2.4.3(a)示出了典型的反相比例运算电路。依据负反馈理论和理想运放的“虚短”、“虚断”的概念,不难求出输出输入电压之间的关系为 2.4.1式中的“-”号说明电路具有倒相的功能,即输出输入的相位相反。当时,电路成为反相器。合理选择的比值,可以获得不同比例的放大功能。反相比例运算电路的共模输入电压很小,带负载能力很强,不足之处是它的输入电阻为,其值不够高。为了保证电路
2、的运算精度,除了设计时要选择高精度运放外,还要选择稳定性好的电阻器,而且电阻的取值既不能太大、也不能太小,一般在几十千欧到几百千欧。为了使电路的结构对称,运放的反相等效输入电阻应等于同相等效输入电阻,,图2.4.3(a)中,应为,电阻称之为平衡电阻。 (a) 反相比例运算电路 (b) 同相比例运算电路图2.4.3 典型的比例运算电路图2.4.3(b)示出了典型的同相比例运算电路。其输出输入电压之间的关系为 2.4.2由该式知,当时,电路构成了同相电压跟随器。同相比例运算电路的最大特点是输入电阻很大、输出电阻很小,常被作为系统电路的缓冲级或隔离级。同样,为了保证电路的运算精度,要选择高精度运放和稳定性好的电阻器,而且电阻的取值一般在几十千欧到几百千欧。为了使电路的结构对称,同样应满足。图2.4.4(a)为典型的反相求和电路,利用叠加原理和线性运放电路“虚短”、“虚断”的概念可以求得 2.4.3当满足时,输出电压为 2.4.4实现比例求和功能。当满足时,输出电压为 2.4.5实现了两个信号的相加运算。电路同样要求。该电路的性能特点与反相运算电路相同。 (a) 反相求和运算电路 (b) 同相
3、求和运算电路图2.4.4 典型的求和运算电路同理,对于图2.4.4(b)所示的同相求和电路,当电路满足的条件下,可以得到输出电压为 2.4.6当时 2.4.7同相求和电路的特点、设计思路与同相比例运算电路类似。图2.4.5(a)为单运放减法电路,利用叠加原理和线性运放电路“虚短”、“虚断”的概念,且时,可以求得 2.4.8 (a) 单运放减法运算电路 (b) 双运放减法运算电路图2.4.5 典型的减法运算电路当时 2.4.9实现了两个信号的减法运算。图2.4.5(b)为双运放减法电路。大家可以自行分析,电路应该满足什么条件,才能够实现的功能。四、设计任务【v1、v2参考输入信号】1、设计一个反相比例放大电路,要求放大倍数为-10倍;2、设计一个放大倍数为11的同相比例放大电路;3、设计一个反相求和电路,实现功能;4、设计一个求和电路,完成;5、设计一个求和电路,要求; 6、设计能够实现的电路。五、实验要求1、实验前的准备(1)电路设计根据理论和上述任务要求,自行设计实现电路,计算出电路中各个元件的参数。(2)用Multisim仿真软件进行仿真。选择一组输入电压。用虚拟仪器测量:输入电压
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